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Razões para o baixo efeito de desidratação do gesso dessulfurizado

Análise das razões para as dificuldades de desidratação do gesso

1. Alimentação de óleo combustível para caldeiras e combustão estável

As caldeiras de geração de energia a carvão precisam consumir uma grande quantidade de óleo combustível para auxiliar a combustão durante a partida, parada, combustão estável em baixa carga e regulação de picos de demanda, devido ao projeto e à queima do carvão. Devido à operação instável e à combustão insuficiente da caldeira, uma quantidade considerável de óleo não queimado ou mistura de óleo em pó entra na lama do absorvedor com os gases de combustão. Sob forte perturbação no absorvedor, forma-se facilmente uma espuma fina que se acumula na superfície da lama. Esta análise apresenta a composição da espuma na superfície da lama do absorvedor da usina termelétrica.

Enquanto o óleo se acumula na superfície da pasta, parte dele se dispersa rapidamente na pasta absorvente devido à interação entre agitação e pulverização. Forma-se uma fina película de óleo sobre a superfície do calcário, sulfito de cálcio e outras partículas presentes na pasta, envolvendo-as e dificultando a dissolução do calcário e a oxidação do sulfito de cálcio. Isso afeta a eficiência da dessulfurização e a formação de gesso. A pasta oleosa da torre de absorção entra no sistema de desidratação de gesso através da bomba de descarga. Devido à presença de óleo e produtos de ácido sulfuroso não completamente oxidados, é comum ocorrer o entupimento dos poros do filtro da correia transportadora a vácuo, o que dificulta a desidratação do gesso.

2.Concentração de fumaça na entrada

 

A torre de absorção por dessulfurização úmida apresenta um certo efeito sinérgico de remoção de poeira, com uma eficiência de remoção que pode atingir cerca de 70%. A usina foi projetada para ter uma concentração de poeira de 20 mg/m³ na saída do coletor de poeira (entrada de dessulfurização). Para economizar energia e reduzir o consumo de eletricidade da usina, a concentração real de poeira na saída do coletor é controlada em cerca de 30 mg/m³. O excesso de poeira entra na torre de absorção e é removido pelo efeito sinérgico do sistema de dessulfurização. A maioria das partículas de poeira que entram na torre de absorção após a purificação eletrostática tem tamanho inferior a 10 μm, ou até mesmo inferior a 2,5 μm, muito menor que o tamanho das partículas da pasta de gesso. Após a poeira entrar na esteira transportadora a vácuo juntamente com a pasta de gesso, ela também obstrui o tecido filtrante, resultando em baixa permeabilidade ao ar e dificuldade na desidratação do gesso.

absorvedor em dessulfurização

2. Influência da qualidade da pasta de gesso

1 Densidade da pasta

A densidade da pasta indica a densidade da pasta na torre de absorção. Se a densidade for muito baixa, significa que o teor de CaSO4 na pasta é baixo e o teor de CaCO3 é alto, o que causa desperdício de CaCO3. Ao mesmo tempo, devido às pequenas partículas de CaCO3, é fácil causar dificuldades na desidratação do gesso; se a densidade da pasta for muito alta, significa que o teor de CaSO4 na pasta é alto. Um teor elevado de CaSO4 dificultará a dissolução do CaCO3 e inibirá a absorção de SO2. O CaCO3 entra no sistema de desidratação a vácuo com a pasta de gesso e também afeta o efeito da desidratação do gesso. Para aproveitar ao máximo as vantagens do sistema de dupla torre e dupla circulação para dessulfurização de gases de combustão úmidos, o valor do pH da torre do primeiro estágio deve ser controlado na faixa de 5,0 ± 0,2, e a densidade da lama deve ser controlada na faixa de 1100 ± 20 kg/m³. Na operação real, a densidade da lama na torre do primeiro estágio da planta é de cerca de 1200 kg/m³, podendo chegar a 1300 kg/m³ em períodos de pico, sendo sempre mantida em um nível elevado.

2. Grau de oxidação forçada da pasta

A oxidação forçada da pasta consiste na introdução de ar suficiente na pasta para que a reação de oxidação do sulfito de cálcio a sulfato de cálcio seja quase completa, com uma taxa de oxidação superior a 95%, garantindo a presença de uma quantidade suficiente de gesso na pasta para o crescimento dos cristais. Se a oxidação for insuficiente, cristais mistos de sulfito de cálcio e sulfato de cálcio serão gerados, causando incrustações. O grau de oxidação forçada da pasta depende de fatores como a quantidade de ar de oxidação, o tempo de residência da pasta e a intensidade da agitação. Ar de oxidação insuficiente, tempo de residência muito curto, distribuição irregular da pasta e agitação inadequada resultarão em um teor excessivo de CaSO₃·½H₂O na torre. Consequentemente, devido à oxidação localizada insuficiente, o teor de CaSO₃·½H₂O na pasta é significativamente maior, dificultando a desidratação do gesso e resultando em um teor de água mais elevado.

3. Teor de impurezas na pasta: As impurezas na pasta provêm principalmente dos gases de combustão e do calcário. Essas impurezas formam íons de impureza na pasta, afetando a estrutura cristalina do gesso. Metais pesados ​​continuamente dissolvidos na fumaça inibem a reação de Ca²⁺ e HSO₃⁻. Quando o teor de F⁻ e Al³⁺ na pasta é elevado, o complexo de flúor-alumínio AlFₙ é gerado, recobrindo a superfície das partículas de calcário, causando envenenamento da pasta, reduzindo a eficiência da dessulfurização e misturando partículas finas de calcário aos cristais de gesso que não reagiram completamente, dificultando a desidratação do gesso. O Cl⁻ na pasta provém principalmente do HCl presente nos gases de combustão e na água do processo. O teor de Cl⁻ na água do processo é relativamente baixo, portanto, o Cl⁻ na pasta provém principalmente dos gases de combustão. Quando há uma grande quantidade de Cl- na pasta, o Cl- será envolvido pelos cristais e combinado com uma certa quantidade de Ca2+ na pasta para formar CaCl2 estável, deixando uma certa quantidade de água nos cristais. Ao mesmo tempo, uma certa quantidade de CaCl2 na pasta permanecerá entre os cristais de gesso, bloqueando o canal de água livre entre eles, fazendo com que o teor de água do gesso aumente.

3. Influência do estado de funcionamento do equipamento

1. Sistema de desidratação de gesso: A pasta de gesso é bombeada para o ciclone de gesso para desidratação primária através da bomba de descarga de gesso. Quando a pasta de fundo atinge um teor de sólidos de aproximadamente 50%, ela flui para a correia transportadora a vácuo para desidratação secundária. Os principais fatores que afetam a eficiência de separação do ciclone de gesso são a pressão de entrada do ciclone e o tamanho do bocal de decantação de areia. Se a pressão de entrada do ciclone for muito baixa, a separação sólido-líquido será deficiente, a pasta de fundo terá menor teor de sólidos, o que afetará a desidratação do gesso e aumentará o teor de água; se a pressão de entrada do ciclone for muito alta, a separação será melhor, mas afetará a eficiência de classificação do ciclone e causará desgaste significativo no equipamento. Se o tamanho do bocal de decantação de areia for muito grande, a lama que flui pelo fundo terá menor teor de sólidos e partículas menores, o que afetará o efeito de desidratação da esteira transportadora a vácuo.

O vácuo, seja muito alto ou muito baixo, afeta a eficácia da desidratação do gesso. Se o vácuo for muito baixo, a capacidade de extrair a umidade do gesso será reduzida, piorando a eficácia da desidratação. Se o vácuo for muito alto, os espaços no tecido filtrante podem ficar obstruídos ou a correia pode desviar, o que também prejudica a eficácia da desidratação. Sob as mesmas condições de trabalho, quanto melhor a permeabilidade ao ar do tecido filtrante, melhor será a eficácia da desidratação do gesso. Se a permeabilidade ao ar do tecido filtrante for baixa e o canal do filtro estiver obstruído, a eficácia da desidratação do gesso será pior. A espessura da torta de filtração também tem um efeito significativo na desidratação do gesso. Quando a velocidade da correia transportadora diminui, a espessura da torta de filtração aumenta e a capacidade da bomba de vácuo de extrair a camada superior da torta é reduzida, resultando em um aumento no teor de umidade do gesso. Quando a velocidade da correia transportadora aumenta, a espessura da torta de filtração diminui, o que pode facilmente causar vazamentos localizados da torta, destruindo o vácuo e também aumentando o teor de umidade do gesso.

2. A operação anormal do sistema de tratamento de efluentes de dessulfurização ou o pequeno volume de efluentes tratados afetarão a descarga normal do efluente de dessulfurização. Em operação prolongada, impurezas como fumaça e poeira continuarão a entrar na lama, e metais pesados, Cl-, F-, Al-, etc., presentes na lama continuarão a se acumular, resultando na deterioração contínua da qualidade da lama e afetando o progresso normal da reação de dessulfurização, a formação de gesso e a desidratação. Tomando como exemplo o Cl- na lama, o teor de Cl- na lama da torre de absorção de primeiro nível da usina termelétrica chega a 22.000 mg/L, e o teor de Cl- no gesso atinge 0,37%. Quando o teor de Cl- na lama é de cerca de 4.300 mg/L, o efeito de desidratação do gesso é melhor. À medida que o teor de íons cloreto aumenta, o efeito de desidratação do gesso deteriora-se gradualmente.

Medidas de controle

1. Fortalecer o ajuste da combustão na operação da caldeira, reduzir o impacto da injeção de óleo e da combustão estável no sistema de dessulfurização durante a fase de partida e parada da caldeira ou operação com baixa carga, controlar o número de bombas de circulação de lama colocadas em operação e reduzir a poluição da mistura de pó de óleo não queimado na lama.

2. Considerando a operação estável a longo prazo e a economia geral do sistema de dessulfurização, reforçar o ajuste operacional do coletor de pó, adotar a operação com parâmetros elevados e controlar a concentração de pó na saída do coletor (entrada de dessulfurização) dentro do valor projetado.

3. Monitoramento em tempo real da densidade da lama (medidor de densidade de lama), volume de ar de oxidação, nível do líquido na torre de absorção (medidor de nível por radar), dispositivo de agitação da suspensão, etc., para garantir que a reação de dessulfurização seja realizada em condições normais.

4. Reforçar a manutenção e o ajuste do ciclone de gesso e da correia transportadora a vácuo, controlar a pressão de entrada do ciclone de gesso e o grau de vácuo da correia transportadora dentro de uma faixa adequada e verificar regularmente o ciclone, o bocal de decantação de areia e o tecido filtrante para garantir que o equipamento opere nas melhores condições.

5. Garantir o funcionamento normal do sistema de tratamento de águas residuais de dessulfurização, descarregar regularmente as águas residuais de dessulfurização e reduzir o teor de impurezas na lama da torre de absorção.

Conclusão

A dificuldade de desidratação do gesso é um problema comum em equipamentos de dessulfurização úmida. Existem muitos fatores que influenciam esse processo, exigindo uma análise abrangente e ajustes em múltiplos aspectos, como o meio externo, as condições de reação e o estado de operação do equipamento. Somente compreendendo profundamente o mecanismo da reação de dessulfurização e as características de operação do equipamento, e controlando racionalmente os principais parâmetros operacionais do sistema, é possível garantir a eficácia da desidratação do gesso dessulfurizado.


Data da publicação: 06/02/2025

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